JPH02204817A - 座標位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、コンピュータなどの電子機器に、手書き文
字や図形などの情報を入力ペンなどで入力する際に用い
る座標位置検出装置であって、さらに詳しくは、座標入
力用検出板上の入力ペン接触位置を検出するための電磁
誘導型のＮ標位置検出装置に関する。

（ロ）従来の技術 電磁誘導型の座標位置検出装置は、ループコイルを定間
隔で配置した座標入力用検出板において、ループコイル
をまず送信回路に接続して発振信号を流し、座標入力用
検出板に接触している入力ペンの誘導コイルに電磁誘導
により誘導電圧を発生させて該誘導コイルに結線された
コンデンサを充電させ、次にループコイルを受信回路に
切換え接続してコンデンサの放電に伴い該ループコイル
に流れる信号を検出することで、上記入力ペンの接触位
置を割り出すものであった。

〈ハ）発明が解決しようとする問題点 ところで、上記のような座標位置検出装置では、受信信
号の取出しが１本ずつのループコイルを用いて行なわれ
ていたなめ、受信信号の電圧レベルが大きくとれず、Ｓ
／Ｎ比および座標検出精度が悪い問題点があった。

また、各ループラインはそれぞれの一端が共通ラインに
結線されているので、この共通ラインにもコンデンサ放
電による誘導電圧が発生して、これが受信ループライン
から取出す受信信号にプラスされているが、共通ライン
にのる誘導電圧はこの共通ラインと入力ペン接触位置と
の距離の大小によって変化するから、それによって受信
信号も大小に歪み、これが座標検出誤差を大きくさせて
いた。

さらに、ループライン群の左右端部での誘導電圧の歪み
も大きいので、同じく、これが検出誤差の原因となって
いた。

この発明は、かかる問題点を解決する座標位置検出装置
の提供を目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 この発明は、それぞれが共通ラインに結線されて平行に
配設された多数本のループコイルを時分割によって受信
回路に切換え接続して受信信号の取出しを行なうにあた
り、この取出しを常に３本ずつのループコイルを用いて
行なうように構成した座標位置検出装置を特徴とする。

（ホ）作用 この発明によれば、受信信号の取出しが３本ループコイ
ル構成でなされるから、３本のループコイルに生起する
誘導電圧をプラスして取出すことができ、従って大きな
受信信号を拾うことができると共に、共通ライン側では
、３本ループコイルのうちの中央ループコイルを挾んだ
両側の共通ラインにのる誘導電流が逆向となるため、共
通ライン側の誘導電圧が相殺される結果、受信信号の歪
みがなくなる。またループコイル群の左右端部での信号
取出しも３本ループコイル構成によって取出されるから
歪みが少ない。

（へ）発明の効果 従って、この発明によれば、大きな誘導信号の取出しに
よりＳ／Ｎ比および座標検出精度を高め、共通ライン側
および左右端部での誘導信号の歪みを少なくし、かつ誤
差を小さくして一層の座標検出精度の向上を図ることが
できる。

（ト）実施例 以下、この発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図はこの発明にかかる座標位置検出装置の概念図で
、例えば、Ｘ軸とＹ軸との座標であって、Ｘ軸およびＹ
軸のそれぞれを構成する板面は、発振用ループコイル１
と受信用ループコイル２とが別々に第１０図に示す座標
入力用検出板３に配置され、そして、Ｘ軸板とＹ軸板と
は該検出板３の表裏にクロスして配置される。

発振用ループコイル１は送信回路４に、受信用ループコ
イル２は受信回路５にそれぞれ結線され、しかして発振
用ループコイル１に第２図イの時間幅、第２図口の発振
電流を流し、入力ペン３０またはカーソルの誘導コイル
しに電磁誘導で誘導電圧を生起させて、該誘導コイルに
結線されたコンデンサＣを充填し、次に第２図二の時間
幅、受信に切換えてコンデンサＣの電荷を誘導コイルＬ
に放電させ（第２図ハ）、これによって受信用ループコ
イル２に流れる第２図ホの受信信号を取出し、第１０図
のＣＰＵ６による処理によって入力ペンまたはカーソル
（以下、入力ペンと略記する）の接触座標位置を割り出
す。

さらに述べると、Ｘ軸もＹ軸も同様であるためその１つ
を述べると、第３図のように発信用ループコイル１は受
信用ループコイル２の８本に対し１本の割合で設けられ
る。つまり発振用ループコイル１のパターンピッチが拡
げられているのに対し、受信ループコイル２は狭いピッ
チ、例えば、４ＩｔＩｌで多数重亜べられている６ＭＰ
Ｘは受信切換え用のスイッチ素子、ＦＥＴは送信切換え
用のスイッチ素子（電界効果型トランジスタ）である。

さらに７は発振、受信の共通ラインである。

受信用ループコイル２・・・は上述のように４圓間隔で
配置され、それらの８本ずつがブロックにまとめられて
おり、このようなブロック８・・・が所要数配置される
。そして受信用ループコイルは第３図に示すように、常
に隣接する３個のブロックの各ブロックにおける同一順
位の３本ずつが構成するループで受信信号を拾うように
使用される。たとえば３個のブロック８のそれぞれ第１
番目の受信用ループコイル２を使用して受信信号を拾い
、次にそれぞれのブロック８の第２番目の受信用ループ
コイル２を使用して受信信号を拾うように時分割方式に
よってスキャンする。

このように３本のループ構成で受信信号を拾うようにす
れば１本の場合よりも受信する誘導信号を大きく（３倍
）取れて、Ｓ／Ｎ比、検出精度の向上につながる。

また、３本ループ構成とすることで共通ライン７に発生
する誘導電圧を打消し、受信信号の歪をなくせる。

つまり、第４図のような状態で誘導コイルＬがタッチさ
れたとすると、共通ライン７には３本ルーグ構成のうち
の中央部ループコイル２ｂを挾んだ両側に逆向きの電流
が流れる結果、共通ライン７側の誘導電圧が相殺される
。このような構成でないと、入力ペンの接触位置が共通
ライン７に近いか遠いかによって該共通ラインにのる誘
導電圧が大小に変化し、これが受信用ループコイルから
拾う受信信号に影響を与えて検出誤差を発生させてしま
う。

入力ペン３０は必ずしも、いずれかの受信用ループライ
ン２の直上にのるとは限らず、第５図のように受信用ル
ープラインの間に接触される。

この場合、入力ペンが受信用ループラインに対しどちら
の位置に来ているのかＣＰＵ６で判断しなければ座標を
特定できない、いよ第５図において受信用ループライン
２ａ、２ｂ、２ｃのうち、受信用ループラインの左側Ａ
の位置にあったとすると、電流はライン２ａからライン
２ｂに実線矢印の方向に流れる。

ところが、ライン２ｂに対し右側Ｂの位置にあったとす
ると、電流はライン２ｂからライン２Ｃに破線矢印の方
向に流れ、受信用ループライン２ｂに乗る電流方向が逆
転する。結果として第６図の４１口のように受信信号の
位相が反転する。故にＣＰＵ６はこの移送反転のデータ
で入力ペンを検知し、受信用ループライン２ｂを反転ラ
インとして入力ペンの位置を判別することができる。

この位相反転検知は第９図のようにして行なわれる。

第９図の受信信号口または信号ホから第１０図回路のコ
ンパレータ２７を用い、受信クロッパルス信号ハまたは
信号へを作成し、これを第１０図回路のサインコ、ンバ
ータ１２から入力する発振クロックパルス信号イとパル
ス立上りの個所で比。

較する。受信信号はコンデンサＣの放電により受信用ル
ープライン２に生起されるものであるから、信号二のよ
うに発振クロックパルス信号イとの間に一定のずれが発
生する。しかし反転前の受信信号口ではこのずれの信号
二のみが取出されるのに対し、反転後の受信信号ホでは
反転分だけ、ずれの信号トのようにずれの幅が増大する
。このことを利用し反転を検知するのである。

このずれ幅信号二、トの検知の実際は、第１０図の回路
において、第９図の受信信号口、ホをコンパレータ２７
で波形整形して矩形波となし、位相検知回路２８で発振
クロックパルス信号イと比較することでそのずれの信号
二、トを検知する。

さらに、位相検知回路２８はクロックパルス（１６ＭＨ
ｚ＞で駆動するカウンタを有し、該カウンタで、それぞ
れのずれの信号二、トの幅をカウント値で計出力する。

ＣＰＵ６はこのずれの量が位相反転を検知するための設
定値より大きいとき、位相反転と判定することになる。

このように、位相の反転で受信信号の反転ラインを求め
、反転ラインのどちらか側に入力ペンがタッチしている
のか判断できる。

さらに、反転ラインからどの程度距離が離れているか測
定できないと、入力ペンの中心位置、つまり座標を特定
できない、そこで、ＣＰＵ６は次のような処理を行なう
。

すなわち、第７図イもしくは第８図イのような位置に入
力ペンの中心Ｐがあるとすると（各図イの縦線は４１Ｉ
ＩＩ１間陽の受信用ループコイルを指している）、各国
口または図ハのようなピーク値を有する誘導信号が時分
割で取出される。ＣＰＵ６では受信用ループライン（第
５図で説明したライン２ｂ）の出力を順次内蔵のＲＡＭ
に記憶しているので、位相反転ラインを挾む前後２木目
の特定箇所ａとｂの誘導電圧（ピーク値）に対応するカ
ウント値をピックアップし、ａ−ｂ減算により求めた数
値で中心Ｐが反転ラインからいくら離れているかを算出
する。第７図口は入力ベンの中心部Ｐが受信用ループラ
イン間の中央にある場合を示し、特定箇所ａ、ｂのカウ
ント値が等価となっている。

これに対し第８図口は第８図イにおいて実線で示すコイ
ルＬの中心Ｐが反転ラインに近い側にある時で、プラス
の値の場合を表わし、第８図ハは第８図イにおいて鎖線
で示すコイルＬの中心Ｐが反転ラインに遠い側にある時
で、マイナスの値の場合を表わしている。

上述の処理は第１０図のクロックカウント回路９で行な
い、積分回路２６の出力を所定のレベルでスライスした
出力信号をクロックパルス（８ＭＨｚ）に基づいてクロ
ックカウント回路９でカウントし、ＣＰＵ６に入力する
。

ＣＰＵ６はこのカウント値を順次記憶し、前述のように
位相反転ラインが特定されるとこめラインの前２木目ａ
と、後２本目すのカウント値を読出し、これをマイナス
して行なわれ、その差数値から座標値を演算する。

次に、第１０図の実施回路の動作を説明する。

同期タイミング回路１０は発振回路１１の出力を用いて
サインコンバータ１２に同期信号を送る。

この同期信号は発振・受信のためのスイッチ素子ＦＥＴ
、ＭＰＸの切換え（２ＭＨｚ）タイミングを制御し、ま
た入力手段としての入力ベン（５００ＫＨｚ）とカーソ
ル（２５０ＫＨｚ）の識別を行なうための信号である。

サインコンバータ１２は上記同期信号を用いて正磁波に
変換した発振信号を出力し、これを電流ブースト回路１
３で大電流に変えたのち発振デコーダ１４によりスイッ
チ素子ＦＥＴの切換えを伴いつつ発振用ループコイルト
・・に大電流を流す。

これにより座標入力用検出板３にタッチした入力ベン３
０のコンデンサＣが充電される。

なお、上述の座標入力用検出板３は、たとえば上面側に
Ｘ軸、裏面側にＹ軸用の発振・受信ループを形成し、こ
れらのループは前述の第３図に示す構成をクロスして配
設している。

受信動作は既述したように隣接する３ブロツクの同順位
３本ずつが受信用ループコイル２を梢成し、かつこの３
本単位で順位を次々と１本ずつずらしてゆくスキャン動
作で行なわれる。受信デコーダ１５は次々と受信用ルー
プライン２・・・にのった受信信号を拾ってゆく。

これらを受信増幅回路１６がＸ軸とＹ軸とを別個に、そ
れぞれに対応する増幅率で増幅し、さらに増幅率切換え
回路１７を経て、一方では波形整形回路１８に送る。

この波形整形回路１８の具体回路図は第１１図のような
ものであって、差動増幅器１９、バンドパスフィルタ２
０、ゲイン切換え器２１、増幅器２２を通した第１２図
の受信信号Ａを全波整流器２３で第１２図信号Ｂのよう
に整流し、次に検波器２４にて包絡線検波した第１２図
信号Ｃをピークホールド回路２５で第１２図信号りとし
、これをＣＲ積分回路２６で積分信号Ｅとし、コンパレ
ータ２７に通す。

コンパレータ２７は積分信号Ｅを第１２図Ｆの信号にＡ
／Ｄ変換し、この信号の出力幅がクロックカウント回路
９でカウントされて、受信信号の出力値が算出される。

このタロツクカウントの処理が、受信信号のカウント値
の算出であって、クロックカウント回路９には発振回路
１１からタロツク信号（８ＭＨｚ）が与えられており、
第１２図Ｆのコンパレータ出力が入った時点からその信
号幅の間、タロツクパルスを計数し、そのカウント値が
ＣＰＵ６に入力されることになる。

ＣＰＵ６では入力されたカウント値を受信した誘導信号
の大きさとして順次記憶する。

一方、増幅率切換え回路１７を出た第１２図Ａの信号を
直接コンパレータ２７を通し、第９図ハまたは第９図へ
のような受信クロックパルス信号に整形して位相検知回
路２８に送り、該位相検知回路２８において第９図イの
発振クロックパルス信号（サインコンバータ１２の出力
）との比較において第５図で述べたような位相反転ライ
ンを求めると同時に、発振回路１１からの信号〈１６Ｍ
Ｈｚ）で、このずれ量（カンラント値）を算出する。

また、ＣＰＵ６がこの反転ラインを境にして前後２本目
の特定箇所ａ、ｂ（第７図、第８図参照）の受信用ルー
プラインの誘導信号のピーク値（カウント値）をピック
アップし、第７図及び第８図で述べた座標特定の処理を
行なう。

なお、第７図、第８図で述べた座標特定のＣＰＵ６の処
理は入力ベンが位置する受信用ループコイル部分だけで
よく、それ以外の部分の処理は無用である。

そのためにピークホールド回路２５からコンパレータ２
７を介して出力される信号が、設定されたレベルがある
とき、入力ベンの存在する範囲であるとして、該信号を
タイト検出信号としてＣＰＵ６に入力し、ＣＰＵ６はこ
のタイト検出信号が出力されている受信用ループコイル
の部分だけ処理する。

そして上述の処理データによってＣＰＵ６は増設ＲＯＭ
回路２９を用い入力ベンの座標値を弾き出す。

尚、この発明の構成と、上述の実施例との対応において
、 この発明の発振用のループラインは、実施例の発振用ル
ープライン１に対応し、 以下同様に、 受信用のループラインは、受信用ループライン２．２ａ
、２ｂ、２ｃに対応し、 座標入力検出板は、座標入力用検出板３に対応し、 受信回路は、受信回路５に対応し、 入力手段は、入力ベン（またはカーソル）３０に対応し
、 誘導コイルは、誘導コイルしに対応し、コンデンサは、
コンデンサＣに対応し、ルーズコイルを切換える手段は
、スイ・ｙチ素子ＦＥＴおよびＭＰＸに対応するも、 この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、 第１図は座標位置検出装置の概念図、 第２図は第１図の発振・受信のタイミングチャート、 第３図は発振・受信ループパターン構成図、第４図は受
信ループコイルの動作説明図、第５図は位相反転ライン
検出動作説明図、第６図は第５図の受信信号波形図、 第７図および第８図は入力ベンと誘導信号との対応図、 第９図は位相反転検知処理動作のタイミングチャート、 第１０図は！＠振・受信制御回路図、 第１１図は波形整形回路の具体回路図、第１２は第１１
図回路各部の信号波形図である。 １・・・発振用ループライン ２．２ａ、２ｂ、２ｃ・・・受信用ループライン３・・
・座標入力用検出板　５・・・受信回路３０・・・入力
ベン　　　　Ｌ・・・誘導コイルＣ・・・コンデンサ　
　　　ＦＥＴ・・・スイッチ素子ＭＰＸ・・・スイッチ
素子 第１図 穿口図の埃１に　つン呂り／；ングチ７−トけ５）受４
４号 第６図 手続補正書 （方式） ％式％ 事件の表示 昭和６３年　特許願　第２３０３８４号補正の対象 １）図面第１０図 補正の内容 １）図面第１０図を別紙のように補正する。 添付書類の目録 １）補正図面　　　　　　　　　　　１、発明の名称 座標位置検出装置 補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　　京都府京都市右京区花園土堂町１０番地捷（２
９４）立石電機株式会社 代表者　立　石　義　雄 補正命令の日付 （発送口 昭和６３年１２月７日 昭和６３年１２月２０日） 補正により増加する発明の数 手続補正書 （方式） ％式％ １　事件の表示 昭和６３年 特許願 第２３０３８４号 ７　補正の対象 （１）明細書の図面の簡単な説明の欄 ８　補正の内容 （１）明細書の第１７頁第２０行目の 「第１２は」を 「第１２図は」に補正する。 発明の名称 座標位置検出装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ループコイルを定間隔で配置した座標入力用検出
   板に、誘導コイルおよびこれに結線 されたコンデンサを備えた入力手段を接触 させ、上記ループコイルに流れる発振信号 により上記コンデンサを充電し、その放電 を上記ループコイルで受信する座標位置検 出装置であって、 それぞれが共通ラインに結線されて平行に 配設された多数本のループコイルを時分割 によって受信回路に切換え接続して受信信 号の取出しを行なうにあたり、この取出し を常に３本ずつのループコイルを用いて行 なうように構成した 座標位置検出装置。